GQDs改性PBO纤维及其性能研究

发布时间：2021-04-25 20:49

　　聚对苯撑苯并双噁唑（PBO）纤维因为卓越的力学性能、热稳定性及化学稳定性被誉为“有机纤维之王”。尽管如此,商用PBO纤维的实际强度仍与其理论强度有较大的差距。近年来采用氧化石墨烯,碳纳米管等碳纳米材料改性PBO纤维的报道层出不穷,一定程度上弥补了PBO纤维实际强度与理论强度的差距。而石墨烯量子点（GQDs）作为碳纳米材料中新的一员,相比氧化石墨烯,碳纳米管,在PBO聚合体系中有着更加突出的溶解性和分散性,而作为PBO纤维增强体的研究却鲜有报道。本课题通过一种简易的水热反应方法制备得到了与PBO聚合体系相匹配的羧基化石墨烯量子点。随后通过石墨烯量子点与PBO纤维共聚得到GQDs/PBO改性纤维,以到达制备性能更为优异的GQDs/PBO复合纤维的目的。进一步弥补PBO纤维实际强度与理论强度的差距。首先,通过水热反应一锅法制备了羧基化石墨烯量子点,探究了反应条件对石墨烯量子点的影响。结果发现反应中浓硫酸的加入不会改变石墨烯量子点的结构和组成且可以防止石墨烯量子点之间的相互聚集。石墨烯量子点的大小会随着水热反应时间的增加而增大,随浓硫酸加入量的增加而减小。制备得到的羧基化石墨烯量子点表面含有丰... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外PBO纤维的研究现状
    1.3 纳米碳材料改性PBO纤维研究现状
    1.4 碳点类材料的分类与发展
        1.4.1 碳点类材料的分类
        1.4.2 石墨烯量子点的制备方法
        1.4.3 石墨烯量子点的功能化研究进展
    1.5 本课题的主要研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验药品及实验装置
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验装置
    2.2 羧基功能化石墨烯量子点及改性纤维的制备
        2.2.1 羧基功能化石墨烯量子点的制备
        2.2.2 GQDs/PBO改性纤维的制备
    2.3 纤维的表征手段及性能分析
        2.3.1 聚合物粘均分子量测试
        2.3.2 红外光谱测试
        2.3.3 扫描电子显微镜测试
        2.3.4 透射电子显微镜测试
        2.3.5 原子力扫描探针显微镜测试
        2.3.6 热重测试
        2.3.7 X射线衍射测试
        2.3.8 X射线光电子能谱测试
        2.3.9 纤维单丝拉伸强度测试
第3章 羧基功能化石墨烯量子点的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 羧基功能化石墨烯量子点的制备及纯化流程
    3.3 浓硫酸加入量对羧基功能化石墨烯量子点的影响
    3.4 反应时间对羧基功能化石墨烯量子点的影响
    3.5 羧基功能化石墨烯量子点的微观形貌及结构分析
    3.6 本章小结
第4章 GQDs/PBO改性纤维的表征与性能研究
    4.1 引言
    4.2 GQDs/PBO改性纤维的制备流程及单体表征
    4.3 聚合反应工艺对改性纤维的影响
        4.3.1 GQDs/PBO改性纤维终止反应温度的确定
        4.3.2 GQDs加入方式对改性纤维聚合反应的影响
        4.3.3 GQDs加入时间对改性纤维聚合反应的影响
    4.4 GQDs加入量对改性纤维性能的影响
        4.4.1 GQDs/PBO改性纤维的形貌分析
        4.4.2 GQDs/PBO改性纤维的拉伸性能分析
        4.4.3 GQDs/PBO改性纤维粘均分子量分析
        4.4.4 GQDs/PBO改性纤维的热稳定性分析
        4.4.5 GQDs/PBO改性纤维的结晶性分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[4]碳纳米管改性乳液上浆剂对炭纤维复合材料界面性能的影响[J]. 曹莉娟,杨禹,吕春祥.  新型炭材料. 2016(02)
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[6]国产PBO纤维研究现状及发展趋势[J]. 郭玲,赵亮,胡娟,许伟,严家策.  高科技纤维与应用. 2014(02)
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博士论文
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[3]碳纳米管和石墨烯增强PBO复合纤维的制备及结构与性能研究[D]. 李艳伟.哈尔滨工业大学 2013
[4]MWNTs/PBO复合纤维的合成及PBO聚合机制研究[D]. 李霞.哈尔滨工业大学 2006

硕士论文
[1]采用α-TDMACuPc改性PBO纤维及其耐紫外老化性能的研究[D]. 王伟平.哈尔滨工业大学 2018
[2]PBO/PIPD复合纤维的制备及其性能的研究[D]. 毛娇.哈尔滨工业大学 2016
[3]POSS改性PBO复合纤维的制备及其性能研究[D]. 程浩.哈尔滨工业大学 2015
[4]PBO模型化合物的制备及聚合研究[D]. 李大龙.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：3160074